不同蔬菜多糖提取条件的优化本科学位论文(17页).doc

-不同蔬菜多糖提取条件的优化本科学位论文-第 12 页学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。声明人（签名）：年 月 日目 录中文摘要1英文摘要21 引言3 2 材料与方法.3 2.1 实验材料与试剂.3 2.2 实验器材.3 2.3 实验方法.3 2.3.1 金针菇多糖提取的方法.3 2.3.2 生姜多糖提取的方法.3 2.3.3 黄瓜多糖提取的方法.4 2.3.4 葱白多糖提取的方法.4 2.3.5 洋葱多糖提取的方法.4 2.3.6 香菇多糖提取的方法.4 2.4 标准曲线的绘制.4 2.4.1 多糖的含量测定的方法.53 结果与分析.5 3.1 六种蔬菜多糖提取的条件优化及含量的测定.53.1.1 料液比对不同蔬菜多糖提取率的影响.53.1.2 提取温度对不同蔬菜多糖提取率的影响.63.1.3 提取时间对不同蔬菜多糖提取率的影响.73.1.4 不同的提取次数对多糖提取率的影响.73.2 六种蔬菜提取条件的优化实验方案及数据.8 3.2.1 金针菇提取条件的正交实验.8 3.2.2 生姜提取条件的正交实验.9 3.2.3 黄瓜提取条件的正交实验.9 3.2.4 葱白提取条件的正交实验.10 3.2.5 洋葱提取条件的正交实验.10 3.2.6 香菇提取条件的正交实验.11 3.3 最佳提取条件验证及多糖提取率的测定.114 结果与讨论.12参考文献.14致谢.15不同蔬菜多糖提取条件的优化 摘要：本文介绍了多糖的一般定义，并以各种蔬菜为代表，对多糖的提取条件进行了优化，详细介绍了多糖的性质及应用，以此来打开多糖这一领域的大门，让大家更好的了解，并掌握多糖的性质以及用途。关键词：多糖；多糖性质；多糖的优化；多糖的应用The Research on Extraction Conditions' Optimization of PoLysaccharide of Different VegetabLesCoLLege of Chemistry and ChemicaL Engineering10 ChemicaL EducationCao Lianyong 21007011005Doctor:Zhang Na(Lecturer)Abstract: This paper introduces the generaL definition of poLysaccharides， and to a variety of vegetabLes as the representative， introducing quaLity and appLication of poLysaccharides in detaiL in order to open the fieLd of poLysaccharide's door， Letting us better understand，and master the antioxidant quaLity and application.Keywords: PoLysaccharides; the quaLity of poLysaccharides; the appLication of poLysaccharides; the antioxidant application 1 引言 多糖不是一种纯净物，而是一种混合物。因为多糖是一种糖苷，所以可以进行水解，产生一系列的中间产物，最终会得到一种纯净物，便是单糖1。 多糖不仅含有单糖，同时还含有糖醛酸、去氧糖、氨基糖与糖醇等一系列的杂多糖，甚至别的取代基团。 本实验选取六种蔬菜分别进行多糖提取条件的优化： 金针菇，在自然界广泛存在，许多国家和地区均有分布。金针菇当中含有丰富的多糖，例如蛋白聚糖等。金针菇多糖被人体吸收，对人体健康的有着不可忽视的作用，越来越受到人们的广泛关注2。 生姜，指姜属植物的块根茎。在风寒、预防感冒中具有很大的效果，其中含有的多糖在治疗腹泻、腹胀、腹痛、呕吐等方面也有很大的功效3。 黄瓜，广泛存在于世界各地，一般在亚热带地区比较常见。黄瓜在夏季当中充当重要的食材作用，不仅可以生吃，还可以炒着吃，且黄瓜当中富含大量的营养元素，尤其是含有的多糖，对人体健康有着重要的作用。 葱白，是靠近葱的根部的一部分。在我国各地均有种植，在烹饪当中具有重要的作用，葱白的主要成分为多糖类。对抵抗感冒、疾病，有着显著的疗效。葱白不仅能生吃，还可以作为烹饪材料加进食材当中，香味诱人。洋葱，作为人类生活当中常见的蔬菜，在人体的健康中具有不可忽视的作用。尤其是洋葱多糖，不仅在过敏、气喘及抑制糖尿病中有着重要的作用，而且还可以预防其它的疾病。香菇，香菇中含有的多糖较多。在抗肿瘤、高血压等疾病方面有着很大的用途。香菇不仅可以炒着吃，还可以用作汤类的配料，尤其在作为汤类配料，味道更为鲜美。2 材料与方法 2.1 实验材料与试剂 金针菇、生姜、黄瓜、葱白、洋葱、香菇均购买于学校门口的家得利超市，取各种样品于烘箱中低温烘干，用粉碎机粉碎，用40目筛筛取，留着备用。 无水乙醇，葡萄糖标准品，石油醚，丙酮，甲醇，氯仿，正丁醇等为国产分析纯，蒸馏水，蒽酮-硫酸溶液(现配现用)，无水乙醚。 2.2 实验器材UV-1100紫外-可见分光光度计、SHA-水浴恒温振荡器、RE-52AA旋转蒸发器、DF-101干燥箱、AL104电子分析天平、SHZD()循环水式真空泵、TDL4型低俗枱式离心机、锥形瓶、吸量管(1mL、2mL、5mL）、洗耳球、比色管、容量瓶。2.3 实验方法2.3.1 金针菇多糖提取的方法4 将粉碎后的金针菇粉末放入锥形瓶中，在常温下加入4倍体积的无水乙醇浸泡2h，再进行过滤。然后在进行热水提取，提取过后抽滤、滤液浓缩，加入3倍体积的无水乙醇，有沉淀和絮状凝胶物析出，常温静置过夜。在3500r/min的条件下离心15min，保留沉淀。重复上述步骤，将滤液中的蛋白用Sevag法5除去。用无水乙醇洗涤，过滤后干燥备用。2.3.2 生姜多糖提取的方法 取一定量的生姜粉。先后按1:5加入无水乙醇，在70的条件下回流2h，再加石油醚，50条件下回流2h脱去脂质和色素，重复2次；过滤后干燥备用。 2.3.3 黄瓜多糖提取的方法6 黄瓜进行匀浆，摇晃均匀，称取100g匀浆放于圆底烧瓶中，添加500mL石油醚进行脱脂。取脱脂后的黄瓜组织50g于烧瓶中，在烧杯中加入10倍体积的蒸馏水，80水浴，回流提取4h，过滤。重复上述步骤，将滤液合并，滤液浓缩，静置过夜。进行离心，弃去上清液，沉淀加水溶解，将滤液中的蛋白用Sevag法除去，在进行干燥，即得黄瓜粗多糖样品。 2.3.4 葱白多糖提取的方法7 采取热水提法提取葱白多糖，提取两次，将提取液进行合并，抽滤后可得葱白多糖粗提取液。过滤后干燥备用。 2.3.5 洋葱多糖提取的方法8 将粉碎后的洋葱置于烧杯中，加入适当比例的水，进行热水提取，在水浴结束后，进行抽滤，将滤液浓缩，重复上述步骤，合并滤液，加入4倍体积的无水乙醇，静置过夜，再次进行离心，弃去上清液，让沉淀中的乙醇进行自由挥发，再进行干燥，即得洋葱粗多糖样品。 2.3.6 香菇多糖提取的方法9 将粉碎后的香菇置于锥形瓶中，加入蒸馏水进行溶解，进行热水提取，在水浴结束后，然后进行抽滤，将滤液进行浓缩，重复上述步骤，合并滤液，以1:4加入无水乙醇，静置过夜，再次进行离心，弃去上清液，让沉淀中的乙醇进行自由挥发，再用无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤，进行干燥，即得香菇粗多糖样品。 2.4 标准曲线的绘制10 先打开紫外分光光度计进行预热检测。用台秤称取50g的蒽酮11。 将七个比色管洗净、干燥。然后用电子分析天平称取0.1009g标准葡萄糖，加蒸馏水溶解后，转移于100mL容量瓶进行定容，得到葡萄糖标准溶液的浓度0.1009mg/mL。 然后用1mL的吸量管分别移取0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00mL的葡萄糖标准溶液于干燥的比色管中，再用1mL的吸量管分别移取0.90、0.80、0.60、0.40、0.20mL的蒸馏水到比色管中，补满1.00mL。将七个比色管放在冰水浴中，用5mL的吸量管迅速移取4.00mL的蒽酮-硫酸溶液分别加入比色管内，摇匀。然后将7个比色管同时放入水浴中15分钟，取出，再放入盛有冰水的大烧杯中冷却至室温。在625nm波长下，用紫外分光光度计从低浓度到高浓度，分别测定它们的吸光度。记下数据，以吸光度为纵坐标、葡萄糖浓度为横坐标，用Excel绘制葡萄糖标准溶液曲线，得到相关系数和回归方程。图1 葡萄糖的标准曲线 所得标准曲线回归方程为：A=6.03×10-3×C-5.28×10-4(R2=0.9865)，式中C 为葡萄糖浓度，A 为吸光度。 2.4.1 多糖的含量测定的方法称取不同蔬菜的多糖粉末大约0.1000g，三份，加蒸馏水溶解后，于100mL容量瓶中定容。移取0.40mL的稀释液于比色管中，再移取0.60mL蒸馏水补齐到1.00mL，将比色管放入冰水浴中，迅速加入4mL的蒽酮-硫酸溶液，摇匀。将比色管同时放入水浴中15分钟，取出，再放入盛有冰水的大烧杯中冷却至室温。迅速用紫外分光光度计在625nm的波长下，测得吸光度，然后代入回归方程求出多糖的浓度，计算出多糖在样品中的含量。 多糖提取率=多糖质量/样品质量×100%3 结果与分析 3.1 六种蔬菜多糖提取的条件优化及含量的测定本实验在提取蔬菜的多糖时，存在很多因素会影响多糖的提取率。我们选取了四种比较常见的对提取率有影响的因素，进行了单因素实验。3.1.1 料液比对不同蔬菜多糖提取率的影响 研究了不同料液比对多糖提取率的影响，其中不同蔬菜多糖的提取条件为： 金针菇多糖：提取时间3h，提取温度70，提取1次 生姜多糖：提取时间3h，提取温度70，提取1次 黄瓜多糖：提取时间1h，提取温度40，提取1次 葱白多糖：浸提时间2h，提取温度50，提取1次 洋葱多糖：提取时间1h，浸提温度60，提取1次 香菇多糖：提取时间1h，提取温度40，提取1次图2-1 料液比对金针菇多糖提取率的影响 图2-2 料液比对生姜多糖提取率的影响图2-3 料液比对黄瓜多糖提取率的影响 图2-4 料液比对葱白多糖提取率的影响图2-5 料液比对洋葱多糖提取率的影响 图2-6 料液比对香菇多糖提取率的影响3.1.2 提取温度对不同蔬菜多糖提取率的影响 在选定的最佳实验条件下，研究了料液比对多糖提取率的影响，其中不同蔬菜多糖的提取条件为： 金针菇多糖：料液比为1:30，提取时间3h，提取2次 生姜多糖：料液比为1:5，提取时间2h，提取1次 黄瓜多糖：料液比为1:20，提取时间1h，提取1次 葱白多糖：料液比为1:10，提取时间30min，提取1次 洋葱多糖：料液比为1:20，提取时间2h，提取1次香菇多糖：料水比为1:10，提取时间为1h，提取1次图2-7 温度对金针菇多糖提取率的影响 图2-8 温度对生姜多糖提取率的影响图2-9 温度对黄瓜多糖提取率的影响 图2-10 温度对葱白多糖提取率的影响图2-11 温度对洋葱多糖提取率的影响 图2-12 温度对香菇多糖提取率的影响 3.1.3 提取时间对不同蔬菜多糖提取率的影响在选定的最佳实验条件下，研究了提取时间对多糖提取率的影响，其中不同蔬菜多糖的提取条件为： 金针菇多糖：料液比为1:30，提取温度80，提取2次 生姜多糖：料液比为1:5，提取温度70，提取1次 黄瓜多糖：料液比为1:5，提取温度50，提取2次 葱白多糖：料液比为1:10，提取温度60，提取1次 洋葱多糖：料液比为1:20，提取温度40，提取1次香菇多糖：料水比为1:10，提取温度40，提取1次图2-13 时间对金针菇多糖提取率的影响 图2-14 时间对生姜多糖提取率的影响图2-15 时间对黄瓜多糖提取率的影响 图2-16 时间对葱白多糖提取率的影响图2-17 时间对黄瓜多糖提取率的影响 图2-18 时间对葱白多糖提取率的影响 3.1.4 不同的提取次数对多糖提取率的影响在选定的最佳实验条件下，研究了提取时间对多糖提取率的影响，其中不同蔬菜多糖的提取条件为： 金针菇多糖：料液比为1:30，提取温度80，提取时间1h 生姜多糖：料液比为1:10，提取温度70，提取时间1h 黄瓜多糖：料液比为1:5，提取温度70，提取时间1h 葱白多糖：料液比为1:10，提取温度40，提取时间2h 洋葱多糖：料液比为1:20，提取温度40，提取时间1h香菇多糖：料水比1:10，温度40，提取时间1h图2-19 次数对金针菇多糖提取率的影响 图2-20 次数对生姜多糖提取率的影响图2-21 次数对黄瓜多糖提取率的影响 图2-22 次数对葱白多糖提取率的影响 图2-23 时间对洋葱多糖提取率的影响 图2-24 时间对香菇多糖提取率的影响3.2 六种蔬菜提取条件的优化实验方案及数据 由上述单因素实验12结果，我们可以分别得出最佳的料液比、提取时间、提取温度和提取次数。根据数据显示，也看出了这四个因素对提取率的影响很大。为了得到提取多糖的最佳组合条件，我们采用了L12（34）的正交实验法13。 3.2.1 金针菇提取条件的正交实验表 1 正交实验方案因子水平温度A()时间B(h)料液比C(g/mL)次数D16021:30227031:35338041:404 表 2 正交实验及数据实验编号温度()时间(h)料液比(g/mL)次数提取率(%)111110.613212220.635313330.641421230.801522310.817623120.799731320.877832130.864933210.892k10.6300.76407590.774k20.8060.7720.7700.770k30.8780.7680.7780.778R0.2480.0080.0190.005 在对四大因素的正交实验数据分析下，我们可以得到最佳提取条件为：温度80，料液比1:30，提取时间3 h，提取2次。 3.2.2 生姜提取条件的正交实验表 1 正交实验方案因子水平温度A()时间B(h)料液比C(g/mL)次数D18021:1522902.51:203310031:254 表 2 正交实验及数据实验编号温度()时间(h)料液比(g/mL)次数提取率(%)111116.41212227.01313336.43421236.73522316.84623126.72731326.42832136.25933216.74k16.626.526.466.66k26.726.706.836.72k36.476.636.636.47R0.290.180.370.25 从实验数据中，我们不能看出，料液比是对提取率影响最大的因素，因此我们可以得出生姜的最佳提取条件为：料液比1:20，温度90，提取时间2.5h，提取3次。 3.2.3 黄瓜提取条件的正交实验表 1 正交实验方案因子水平温度A()时间B(h)料液比C(g/mL)次数D17021:2022802.51:25339031:304 表 2 正交实验及数据实验编号温度()时间(h)料液比(g/mL)次数提取率(%)111116.23212226.54313336.41421238.21522318.16623128.11731327.95832137.97933218.01k16.397.467.447.45k28.167.567.597.53k37.987.517.517.53R1.770.10.150.08 从数据结果中，我们发现温度对提取率的影响远远大于其它的因素，于是我们得到的最佳提取条件为：温度80，料液比1:25，提取时间2h，提取3次。 3.2.4 葱白提取条件的正交实验表 1 正交实验方案因子水平提取温度A()提取时间B(h)料液比C(g/mL)提取次数D17021:30228031:40339041:504 表 2 正交实验及数据实验编号提取温度()提取时间(h)料液比(g/mL)提取次数多糖提取率(%)111118.03212228.34313338.47421239.365223110.546231210.217313210.158321310.139332110.24k18.289.189.469.60k210.049.679.319.60k310.179.649.729.32R1.890.490.410.28 在对葱白多糖影响因素的分析下，我们得到的最佳提取条件是：温度80，提取时间2h，料液比1:30，提取3次。 3.2.5 洋葱提取条件的正交实验表 1 正交实验方案因子水平温度A()时间B(h)料液比C(g/mL)次数D16021:15227031:20338041:254 表 2 正交实验及数据实验编号温度()时间(h)料液比(g/mL)次数提取率(%)111112.54212223.32313333.41421233.76522314.34623124.13731323.37832133.43933213.16k13.093.223.373.35k24.083.703.413.54k33.323.573.713.53R0.990.480.340.19 综合考虑，我们可以得到洋葱多糖的最佳提取条件是温度70，提取时间3h，料液比1:20，提取2次。 3.2.6 香菇提取条件的正交实验表 1 正交实验方案因子水平温度A()时间B(h)料液比C(g/mL)次数D18041:20229051:253310061:304 表 2 正交实验及数据实验编号温度()时间(h)料液比(g/mL)次数提取率(%)111112.31212223.47313333.51421234.89522315.31623125.17731324.79832135.13933215.21k13.104.004.204.28k25.124.644.524.48k35.044.634.544.51R1.020.640.340.23 从香菇多糖的实验数据分析中，温度还是成为影响多糖提取率的最大因素。所以我们得到最佳提取条件为：温度90，提取时间5h，料液比1:25，提取3次。 3.3 最佳提取条件验证及多糖提取率的测定 3.3.1 金针菇多糖提取率的测定金针菇多糖提取率的测定数据表实验编号123吸光度 A0.1060.1340.104多糖提取率%0.8930.8730.883 根据金针菇多糖提取的最佳条件，然后进行三次平行实验，得金针菇的多糖提取率分别为：0.893%、0.873%、0.883%，计算金针菇平均多糖提取率为0.883%。 3.3.2 生姜多糖提取率的测定生姜多糖提取率的测定数据表实验编号123吸光度 A0.4050.4160.415多糖提取率%6.837.026.99 在最佳条件下，即料液比1:20，温度90，提取时间2.5 h，提取3次。然后进行三次平行实验，得生姜的多糖提取率分别为：6.83%、7.02%、6.99%。计算平均多糖提取率为6.95%。 3.3.3 黄瓜多糖提取率的测定黄瓜多糖提取率的测定数据表实验编号123吸光度 A0.4730.4820.480多糖提取率%7.988.128.09 在黄瓜多糖提取的最佳条件下。我们进行三次平行实验，得黄瓜的多糖提取率分别为：7.98%、8.12%、8.09%。计算黄瓜平均多糖提取率为8.06%。 3.3.4 葱白多糖提取率的测定葱白多糖提取率的测定数据表实验编号123吸光度 A0.6030.5900.595多糖提取率%10.169.9510.03 在葱白多糖提取的最佳条件下进行三次平行实验，得葱白的多糖提取率分别为：10.16%、9.95%、10.03%。计算葱白平均多糖提取率为10.05%。 3.3.5 洋葱多糖提取率的测定洋葱多糖提取率的测定数据表实验编号123吸光度 A0.2700.2510.259多糖提取率%4.564.234.37 我们进行三次平行实验，得洋葱多糖提取率分别为：4.56%、4.23%、4.37%。计算洋葱平均多糖提取率为4.39%。 3.3.6 香菇多糖提取率的测定香菇多糖提取率的测定数据表实验编号123吸光度 A0.3110.3170.314多糖提取率%5.245.345.29 香菇多糖提取的最佳条件，即温度90，提取时间5h，料液比1:25，提取3次。然后进行三次平行实验，得香菇多糖提取率分别为：5.24%、5.34%、5.29%。计算香菇平均多糖提取率为5.29%。4 结果与讨论我们采取了传统的水提醇沉的方法提取金针菇多糖，对于黄瓜这样的含有脂肪的蔬菜，我们先进行脱脂，然后在采取热水提取法进行多糖的提取14。并且对影响多糖提取的相关因素，温度、料液比、时间和提取次数进行了实验分析，在此基础上，进行了正交实验，避免了盲目的性，缩短了实验时间15。实验结果如下表：蔬菜名称金针菇生姜黄瓜葱白洋葱香菇多糖提取率%0.8836.958.0610.054.395.29 由实验结果，我们可以知道葱白中含有的多糖量最多，其次是黄瓜当中多糖的含量。多糖在抗肿瘤、高血压等疾病方面有着很大的用途。在对多糖的性质研究中，我们仍处于一种浅薄的状态，相信在未来的研究当中，我们能进一步挖掘出多糖对人体机理的作用。尽管当前未能全部了解多糖，但是蔬菜当中不仅富含多糖，还有其他的营养物质，在人体调节等方面也具有显著的效果，所以在日常生活中，我们应该多吃蔬菜，增强身体的抵抗力。参考文献1 张凯，李茂凡，胡国元，严张微，李友国.茯苓菌核多糖分离技术研究J武汉工程大学学报，2011，1(33)：43-46.2 蒋海明，张秀华.金针菇多糖提取最佳工艺探讨研究J安徽农业科学，2011，3(11):6524-6528.3 侯英梅，吴少福.生姜多糖的提取工艺研究J江西农业大学学报，2007，6(3)：466-469.4 占建波，郁建平，蔡立，程静.金针菇水溶性多糖提取工艺的研究J食品科学，2008，8(4)：265-268.5 Staub，A.M. 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